Leerdoelen
In droge gebieden op aarde, zoals het Midden-Oosten, bestaat vaak een tekort aan zoet en drinkbaar water. Een effectief waterbeheer is van groot belang om waterschaarste te beperken. In deze opdracht leer je over drinkwaterwinning, ontzilting en duurzaam watergebruik in het Midden-Oosten.
Aan het eind van deze opdracht kun je:
omschrijven hoe de drinkwaterwinning in het Midden-Oosten verloopt.
het begrip ontzilting beschrijven.
globaal het waterbeheer in het Midden-Oosten beschrijven.
minimaal twee voorbeelden noemen van duurzaam waterbeheer.
Eindproduct
Als eindproduct van deze opdracht maak je een PowerPoint-presentatie over het Dode Zee-Rode Zeekanaal.
Je vergelijkt je presentatie met die van je klasgenoten.
Beoordeling
Het eindproduct lever je in bij de docent.
Bij de beoordeling let jullie docent op:
hebben jullie netjes alles ingevuld?
hebben jullie goed samengewerkt?
hebben jullie de theorie van deze opdracht begrepen?
Activiteiten
Stap
Groepsgrootte
Activiteit
Stap 1
Alleen
Bestudeer het Midden-Oosten en zoek op welke woestijnen er liggen.
Schrijf een bijschrift bij een schematische tekening van een aquifer.
Stap 2
Alleen
Leer over verschillende manieren van ontzilting en maak daar een opdracht over.
Stap 3
Alleen
Maak kennis met manieren van irrigatie en leer waarom irrigatie kan lijden tot verzilting.
Maak enkele opdrachten.
Stap 4
Alleen
Maak de toets.
Stap 5
Samen met klasgenoot
Maak samen een Powerpointpresentatie over het Rode Zee - Dode Zeekanaal.
Benodigdheden:
-
Tijd:
Voor deze opdracht heb je 3 tot 4 lesuren nodig.
Stap 1
Het klimaat in het Midden-Oosten kenmerkt zich door weinig neerslag, veel zon en overwegend hoge temperaturen.
Opdracht
Zoek in de atlas op welke woestijnen er in het Midden-Oosten liggen.
Noem de naam van de woestijn en het land (of de landen) waar die woestijn in ligt.
In het Midden-Oosten bestaan enkele manieren van drinkwaterwinning. Vergeleken met Nederland wordt er weinig gebruikgemaakt van oppervlaktewaterwinning. Dit komt doordat er weinig neerslag valt en er weinig rivieren, meren en beken in het gebied zijn.
Oppervlaktewaterwinning vind je alleen in Libanon en Israël, bepaalde delen van Egypte, Jordanië en Syrië. In andere landen als Saudi-Arabië, Oman, Koeweit, de Verenigde Arabische Emiraten en Libië is er weinig tot geen waterwinning via rivieren of neerslag.
Aquifers
Veel water wordt gewonnen uit aquifers. Een aquifer is een natuurlijk waterreservoir dat zich diep in de grond bevindt in een poreuze laag gesteente of zand.
Er zijn twee soorten aquifers: de onbegrensde en begrensde. Een open of onbegrensde aquifer is aan de bovenzijde niet afgesloten door een ondoordringbaar materiaal. In gebieden met veel neerslag kan deze soort aquifer aangevuld worden.
Men spreekt van een gesloten of begrensde aquifer als de waterhoudende grondlaag ingesloten ligt tussen ondoordringbare materialen, zoals klei of massief gesteente. Het grondwater blijft op de plek waar het is. Het water in deze reservoirs wordt ook wel fossiel water genoemd, omdat het naar schatting 20.000 jaar oud is. Het fossiel water wordt naar het aardoppervlak gepompt en vervolgens via pijpleidingen en watertransporten verdeeld.
Er bevinden zich grote aquifers in de grond van het Arabisch schiereiland, Egypte en Libië. Onder Israël ligt een kleinere aquifer.
De hoeveelheid water die onttrokken wordt aan de onbegrensde aquifers is inmiddels groter geworden dan de hoeveelheid water die er insijpelt. Zo raakt de open aquifer langzaam uitgeput. Bovendien is de hoeveelheid bruikbaar water uit deze aquifers soms verminderd door vervuiling en/of verzilting. De kustaquifer in de Gazastrook bijvoorbeeld wordt verontreinigd door slechte of ontbrekende riolering in het gebied. En er sijpelt langzaam zout zeewater in de onbegrensde aquifer, waardoor er verzilting optreedt.
De begrensde aquifers in het Midden-Oosten zullen in de toekomst uitgeput raken, omdat deze niet op natuurlijke wijze aangevuld worden, want ze zitten opgesloten tussen ondoorlatende grondlagen.
Veel water wordt gewonnen uit aquifers. Een aquifer is een natuurlijk waterreservoir dat zich diep in de grond bevindt in een poreuze laag gesteente of zand. Er zijn twee soorten aquifers: de onbegrensde en begrensde. Een open of onbegrensde aquifer is aan de bovenzijde niet afgesloten door een ondoordringbaar materiaal. In gebieden met veel neerslag kan deze soort aquifer aangevuld worden. Men spreekt van een gesloten of begrensde aquifer als de waterhoudende grondlaag ingesloten ligt tussen ondoordringbare materialen, zoals klei of massief gesteente. Het grondwater blijft op de plek waar het is. Het water in deze reservoirs wordt ook wel fossiel water genoemd, omdat het naar schatting 20.000 jaar oud is. Het fossiel water wordt naar het aardoppervlak gepompt en vervolgens via pijpleidingen en watertransporten verdeeld. Er bevinden zich grote aquifers in de grond van het Arabisch schiereiland, Egypte en Libië. Onder Israël ligt een kleinere aquifer.
De hoeveelheid water die onttrokken wordt aan de onbegrensde aquifers is inmiddels groter geworden dan de hoeveelheid water die er insijpelt. Zo raakt de open aquifer langzaam uitgeput. Bovendien is de hoeveelheid bruikbaar water uit deze aquifers soms verminderd door vervuiling en/of verzilting. De kustaquifer in de Gazastrook bijvoorbeeld wordt verontreinigd door slechte of ontbrekende riolering in het gebied. En er sijpelt langzaam zout zeewater in de onbegrensde aquifer, waardoor er verzilting optreedt.
De begrensde aquifers in het Midden-Oosten zullen in de toekomst uitgeput raken, omdat deze niet op natuurlijke wijze aangevuld worden, want ze zitten opgesloten tussen ondoorlatende grondlagen.
Teken nu een schematische dwarsdoorsnede van de kustaquifer zoals die in de Gazastrook. Door menselijk ingrijpen wordt uit deze onbegrensde aquifer water onttrokken. Neerslag en zeewater hebben ook invloed op deze onbegrensde aquifer.
Geef deze invloeden aan met pijlen. Zet in de schematische tekening de volgende begrippen: poreuze grondlaag – neerslag - ondergrondse pijpleiding – zeewater - waterpomp – aquifer – niet-poreuze grondlaag – verzilting.
Vergelijk jouw tekening met de tekening van een klasgenoot en bespreek de verschillen.
Stap 2
Omdat de waterschaarste in het Midden-Oosten steeds groter wordt en de rivieren en aquifers de bevolking en landbouw niet van voldoende zoet water kunnen voorzien, is er gezocht naar alternatieven voor zoetwaterwinning. Omdat er genoeg zout (zee)water beschikbaar is, is ontzilting een oplossing. Tijdens het proces van ontzilting wordt zout water veranderd in zoet water. Ook verzilt grondwater, dat we brak water noemen, kan ontzilt worden. Inmiddels staan er meerdere ontziltingsinstallaties in onder andere Saoedi-Arabië, Oman, Egypte, Libië, Israël en de Verenigde Arabische Emiraten.
Ontzilting
Tijdens het ontziltingsproces worden het water en het zout van elkaar gescheiden in een ontziltingsinstallatie. Er bestaan verschillende chemische technieken om zout en water van elkaar te scheiden. De meest gebruikte techniek bij ontzilting is destillatie. Hierbij wordt het water verdampt waarna het zout achterblijft. De watercondens wordt vervolgens opgevangen: dit is dan zoet water. Zeewater verdampt echter pas bij het kookpunt van 100,6˚C. Dat betekent dat er warmte nodig is om te ontzilten en dat kost veel energie.
Als het zeewater onder hoge druk wordt gezet is het kookpunt lager en kost destillatie minder energie. Deze methode heet vacuümdestillatie. Het is goedkoper dan destillatie, maar nog steeds erg duur.
Een manier die iets minder energie kost dan destillatie is omgekeerde osmose. Hierbij wordt water onder zeer hoge druk door een membraan geperst waardoor het zout uit het water wordt gefilterd.
Een groot nadeel van de productie van zoet water uit zeewater is dat er een restproduct overblijft: brijn(water). Dit water met zeer hoge zoutconcentratie komt terecht in de natuur en draagt bij aan een verdere verzilting van het milieu.
Ontzilting is dus milieubelastend en kost erg veel brandstof. De meeste landen in het Midden-Oosten beschikken gelukkig over veel aardolie, waardoor de brandstofprijs laag blijft en het financieel mogelijk is zeewater op grote schaal te ontzilten. Maar duurzaam is het allerminst. Bovendien is dit ontzilte water nu wel geschikt voor bijvoorbeeld irrigatie of het wassen van kleren, maar zijn nog een aantal kostbare handelingen nodig voordat het ook geschikt is als drinkwater.
Als het zeewater onder hoge druk wordt gezet is het kookpunt lager en kost destillatie minder energie. Deze methode heet vacuümdestillatie. Het is goedkoper dan destillatie, maar nog steeds erg duur.
Een manier die iets minder energie kost dan destillatie is omgekeerde osmose. Hierbij wordt water onder zeer hoge druk door een membraan geperst waardoor het zout uit het water wordt gefilterd.
Een groot nadeel van de productie van zoet water uit zeewater is dat er een restproduct overblijft: brijn(water). Dit water met zeer hoge zoutconcentratie komt terecht in de natuur en draagt bij aan een verdere verzilting van het milieu.
Ontzilting is dus milieubelastend en kost erg veel brandstof. De meeste landen in het Midden-Oosten beschikken gelukkig over veel aardolie, waardoor de brandstofprijs laag blijft en het financieel mogelijk is zeewater op grote schaal te ontzilten. Maar duurzaam is het allerminst. Bovendien is dit ontzilte water nu wel geschikt voor bijvoorbeeld irrigatie of het wassen van kleren, maar zijn nog een aantal kostbare handelingen nodig voordat het ook geschikt is als drinkwater.
Bekijk nu het volgende filmpje waarin op een vereenvoudigde manier duidelijk wordt hoe destillatie werkt.
Beantwoord daarna de vragen.
Vragen
Van welke energie maakt de man gebruik om het water en het zout te scheiden?
Kun je uitleggen waarom het ontzilten van zeewater op deze wijze een aantrekkelijke manier van ontzilting zou zijn in landen in het Midden-Oosten?
Stap 3
In deze stap bespreken we twee voorbeelden van duurzaam waterbeheer in het Midden-Oosten waardoor het milieu minder wordt belast en de waterschaarste wordt beperkt. Er zijn verschillende manieren voor duurzaam waterbeheer:
het verminderen van het zoetwaterverbruik door bijvoorbeeld zuinige irrigatiemethoden voor de landbouwgewassen;
het hergebruik van zoet water in bijvoorbeeld huishoudens;
het tegengaan van verzilting van grondwater;
het ontwikkelen van duurzame methoden voor ontzilting van zeewater en brak water.
Bekijk de voorbeelden.
Tekst 1 - Druppelirritatie
Druppel- en geulirrigratie
Druppelirrigatie is een manier om water toe te dienen aan landbouwgewassen die in het Midden-Oosten veel wordt toegepast. Deze methode van irrigatie draagt op twee manieren bij aan duurzaam waterbeheer. Ten eerste wordt het water direct op de juiste plek, dichtbij de planten gebracht, zodat het verdampingsverlies bijna nul is (zie afbeelding). Ten opzichte van beregening met sproeiers is zo een besparing tot 50% aan zoet water mogelijk.
Ten tweede treedt er door druppelirrigatie minder verzilting op van het grondwater in tegenstelling tot bijvoorbeeld oppervlakte-irrigatie zoals geulirrigatie. Hierbij wordt landbouwgrond volledig onder water gezet (zie afbeelding). Het overtollige irrigatiewater vermengt zich in de bodem met zouten die al eeuwenlang diep in de bodem van zeer droge gebieden zitten. Deze zouten komen terecht in het minder diep gelegen grondwater en worden door de sterke verdamping omhooggetrokken. Het gevolg is verzilting van het bodemoppervlak.
Op een verzilte bodem is het nauwelijks mogelijk gewassen te verbouwen. Druppelirrigatie kan verzilting in droge gebieden voorkomen.
Tekst 2 - Duurzame ontzilting
Er wordt momenteel wereldwijd 80 miljard liter water per dag ontzilt. Dat staat gelijk aan 0,7% van alle watervoorziening op aarde. De behoefte aan ontzilting blijft stijgen door de groeiende zoetwaterschaarste, bevolkingsgroei en stijgende welvaart. Ontzilting kost echter ontzettend veel energie.
Met 75,2 TWh (terrawattuur) is ontzilting verantwoordelijk voor 0,5% van het totale elektriciteitsverbruik op aarde. Omdat fossiele energiebronnen als aardolie schaarser worden en het gebruik ervan negatieve gevolgen heeft voor het milieu, is het gebruik van duurzame energie een goed alternatief. In het geval van het Midden-Oosten betekent het dat zonne-energie en wellicht waterkracht- en windenergie gebruikt kunnen worden.
Een tweede manier om het ontziltingsproces duurzamer te laten verlopen is een technologie uitvinden die minder energie zou kosten om zout en water van elkaar te scheiden. Scheikundigen onderzoeken de mogelijkheden om het zout uit het water te halen in plaats van al het water te verdampen om het zout over te houden. Het zal namelijk minder energie kosten om 3,5% zout uit het zeewater te winnen, dan om 96,5% zeewater te verdampen zoals nu gebeurt.
Beantwoord nu de volgende vragen.
Stap 4
Toets
Voor je aan de afsluiting van deze opdracht begint,
maak je eerst de volgende toets.
Vergelijk, na het beantwoorden van de vragen, jouw antwoorden met de goede antwoorden.
Heb je vragen fout, zorg dan dat je begrijpt waarom je antwoord niet goed is.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Duurzaamheid en de Dode Zee
Bijna iedereen kent de Dode Zee omdat haar zoutgehalte zó hoog is, dat je heel makkelijk kunt blijven drijven zonder te hoeven zwemmen. De Dode Zee, op de grens van Israël en Jordanië, wordt echter steeds kleiner. Uit de rivier de Jordaan, die zorgt voor de toevoer van water in de Dode Zee, wordt steeds meer water gewonnen waardoor de toevoer steeds kleiner is.
Kijk maar eens naar de drie afbeeldingen. Als er niets gedaan wordt, zal niets gedaan wordt, zal de Dode Zee over enkele tientallen jaren nog maar een klein meer zijn. Het verdwijnen van de Dode Zee zou ernstige gevolgen hebben voor het lokale ecosysteem. Daarom moet er een oplossing komen waardoor de Dode Zee niet verder zal krimpen. Deze oplossing lijkt voorhanden te zijn met de aanleg van het Rode Zee-Dode Zeekanaal.
Jij gaat dit project analyseren aan de hand van duurzaam waterbeheer.
Bestudeer onderstaande afbeelding. Deze afbeelding is een schematische weergave van het project. Maak de opdrachten samen met je klasgenoot.
Het Rode Zee - Dode Zeekanaal
Maak samen een korte Powerpointpresentatie voor een voorlichting over het Dode Zee-Rode Zeekanaal. In de presentatie zit een kaart van het gebied met daarin getekend het kanaal en een schematische weergave van het kanaal met legenda.
Download de kaart van Egypte, Jordanië en Israël. Bepaal aan de hand van de kaart in de Grote Bosatlas waar het kanaal zal komen.
Teken het kanaal in de kaart en geef aan waar volgende onderdelen (die ook genoemd worden in de schematische weergave) zullen komen: pomp – ontziltingsinstallatie – waterkrachtsysteem – afvoer van brijn.
Houd rekening met hoogteverschillen in het land.
Download nu onderstaand schema en vul de methoden van duurzaam waterbeheer in
(zie de verschillende stappen van deze opdracht). Maak de legenda onder de schematische weergave kloppend door de hoofdletters uit het plaatje voor de juiste methode van duurzaam waterbeheer te zetten.
Het Rode Zee-Dode Zeekanaal
Legenda
... De productie van zoet water uit zeewater.
... Het opwekken van energie door middel van waterkracht doordat water heuvelafwaarts stroomt.
... Het gebruik van duurzame energie voor ontzilting.
... Het gebruik van duurzame energie om zeewater heuvel op te pompen.
... Het restproduct van het ontziltingsproces – brijn(water) – komt niet in het grondwater terecht zodat er geen verzilting van grondwater optreedt.
... De Dode Zee wordt aangevuld waardoor ernstige gevolgen voor het lokale ecosysteem worden tegengegaan.
Klaar?
Ruil je presentatie met een ander groepje. Bekijk hun presentatie en bekijk wat zij anders hebben gedaan. Bespreek die verschillen met elkaar. Verbeter daarna jullie presentatie.
Lever het eindproduct in bij je docent. Als er tijd is, presenteren enkele groepjes hun Powerpoint.
Beoordeling
Bij de beoordeling let jullie docent op:
hebben jullie netjes getekend?
hebben jullie goed samengewerkt?
hebben jullie de theorie van deze opdracht begrepen?
Het arrangement Water in het Midden-Oosten: ontzilting vmbo-kgt34 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Danny Wagemaker
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2022-10-12 14:10:31
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
Oefeningen en toetsen
Midden Oosten - Ontzilting
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Oefeningen en toetsen van dit arrangement kun je ook downloaden als QTI. Dit bestaat uit een ZIP bestand dat
alle
informatie bevat over de specifieke oefening of toets; volgorde van de vragen, afbeeldingen, te behalen
punten,
etc. Omgevingen met een QTI player kunnen QTI afspelen.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
Het klimaat in het Midden-Oosten kenmerkt zich door weinig neerslag, veel zon en overwegend hoge temperaturen.
De hoeveelheid water die onttrokken wordt aan de onbegrensde aquifers is inmiddels groter geworden dan de hoeveelheid water die er insijpelt. Zo raakt de open aquifer langzaam uitgeput. Bovendien is de hoeveelheid bruikbaar water uit deze aquifers soms verminderd door vervuiling en/of verzilting. De kustaquifer in de Gazastrook bijvoorbeeld wordt verontreinigd door slechte of ontbrekende riolering in het gebied. En er sijpelt langzaam zout zeewater in de onbegrensde aquifer, waardoor er verzilting optreedt.
Omdat de waterschaarste in het Midden-Oosten steeds groter wordt en de rivieren en aquifers de bevolking en landbouw niet van voldoende zoet water kunnen voorzien, is er gezocht naar alternatieven voor zoetwaterwinning. Omdat er genoeg zout (zee)water beschikbaar is, is ontzilting een oplossing. Tijdens het proces van ontzilting wordt zout water veranderd in zoet water. Ook verzilt grondwater, dat we brak water noemen, kan ontzilt worden. Inmiddels staan er meerdere ontziltingsinstallaties in onder andere Saoedi-Arabië, Oman, Egypte, Libië, Israël en de Verenigde Arabische Emiraten.
Er wordt momenteel wereldwijd 80 miljard liter water per dag ontzilt. Dat staat gelijk aan 0,7% van alle watervoorziening op aarde. De behoefte aan ontzilting blijft stijgen door de groeiende zoetwaterschaarste, bevolkingsgroei en stijgende welvaart. Ontzilting kost echter ontzettend veel energie.
Maak samen een korte Powerpointpresentatie voor een voorlichting over het Dode Zee-Rode Zeekanaal. In de presentatie zit een kaart van het gebied met daarin getekend het kanaal en een schematische weergave van het kanaal met legenda.
